Toate tehnologiile de concentrare a energiei solare (CSP) utilizează o configurație cu oglinzi pentru a concentra energia luminoasă a soarelui pe un receptor și a o transforma în căldură. Căldura poate fi apoi folosită pentru a crea abur pentru a acționa o turbină pentru a produce energie electrică sau poate fi folosită ca căldură de proces industrial.
Centralele de concentrare a energiei solare pot integra sisteme de stocare a energiei termice pentru a le folosi la generarea de energie electrică în timpul perioadelor înnorate sau pentru orele de după apusul soarelui sau înainte de răsărit.Această capacitate de a stoca energia solară face din energia solară de concentrare o sursă flexibilă și dispecerizabilă de energie regenerabilă.
Sistemele CSP pot fi, de asemenea, combinate cu centrale electrice cu ciclu combinat, rezultând centrale electrice hibride care furnizează energie de mare valoare, dispecerizabilă. De asemenea, acestea pot fi integrate în centrale termice existente care utilizează un bloc de energie precum CSP; cum ar fi centralele pe cărbune, pe gaze naturale, pe biocombustibil sau geotermale.
Centralele CSP pot utiliza, de asemenea, combustibili fosili pentru a suplimenta producția de energie solară în perioadele cu radiații solare scăzute. În acest caz, se utilizează un cazan/încălzitor de căldură pe bază de gaz natural sau un cazan/încălzitor cu abur pe bază de gaz.
iv
Există patru tipuri de tehnologii CSP, cea mai veche în uz fiind cea cu jgheaburi, iar cea cu cea mai rapidă creștere din 2017 fiind cea cu turnuri. Pentru fiecare dintre acestea, există diverse variante de proiectare sau configurații diferite, în funcție de faptul dacă este inclusă sau nu stocarea energiei termice și ce metode sunt utilizate pentru stocarea termică a energiei solare.
Sisteme cu jgheab parabolic:
Într-un sistem CSP cu jgheab parabolic, energia solară este concentrată de reflectoare curbate parabolic, în formă de jgheab, pe o țeavă de recepție – tubul absorbant de căldură – care se desfășoară de-a lungul a aproximativ un metru deasupra suprafeței curbate a oglinzilor. Temperatura fluidului de transfer de căldură care curge prin țeavă, de obicei ulei termic, este crescută de la 293ºC la 393ºC, iar energia termică este apoi utilizată în blocul de energie termică pentru a genera electricitate într-un generator de abur convențional.
Un câmp de colectoare solare în formă de jgheab cuprinde mai multe oglinzi parabolice în formă de jgheab în rânduri paralele, aliniate pentru a permite acestor oglinzi în formă de jgheab cu o singură axă să urmărească soarele de la est la vest în timpul zilei, pentru a se asigura că soarele este focalizat în permanență pe țevile receptoare. Începând din 2018, 90% din CSP în exploatare comercială este de tip trough. Baza de date a implementării trough.
Sisteme de turn de putere:
Sistemele de turn de putere sau de receptor central utilizează oglinzi de urmărire a soarelui numite heliostate pentru a focaliza lumina solară pe un receptor aflat în vârful unui turn. Un fluid de transfer de căldură încălzit în receptor până la aproximativ 600ºC este utilizat pentru a genera abur, care, la rândul său, este utilizat într-un generator convențional cu turbină pentru a produce energie electrică.
Primile turnuri de energie foloseau aburul ca fluid de transfer de căldură, care nu se pretează la stocare. Khi Solar One din Africa de Sud și Ivanpah din California funcționează din punct de vedere comercial prin încălzirea directă a apei în abur. Dar Gemasolar (2011), Crescent Dunes (2013) și Noor III (2018) utilizează săruri topite datorită capacităților lor superioare de transfer de căldură și de stocare a energiei.
O mulțime de cercetări investighează diverse alte materiale de transfer de căldură sau de stocare a energiei, datorită potențialului de a atinge temperaturi mai ridicate, cu creșteri ale eficienței rezultate, ceea ce duce la costuri mai mici. Aceste posibile materiale de stocare a energiei variază de la aer la particule de nisip, la amestecuri alternative de substanțe chimice. Baza de date privind desfășurarea turnurilor.
Sisteme Fresnel liniare:
Similar cu rețelele lungi ale unui sistem CSP cu jgheaburi parabolice, un câmp de colectoare cu concentrare liniară constă dintr-un număr mare de colectoare în rânduri paralele. Aceștia sunt de obicei aliniați într-o orientare nord-sud pentru a maximiza colectarea anuală și de vară a energiei. Oglinzile sunt așezate orizontal pe sol și reflectă lumina solară către conducta de deasupra. La fel ca jgheaburile și turnurile, Fresnel poate încorpora, de asemenea, stocarea într-un bloc energetic sau poate genera abur pentru utilizare directă. Baza de date privind desfășurarea Fresnel.
Sisteme cu discuri parabolice:
Un sistem cu discuri parabolice constă într-un concentrator de focalizare punctiformă parabolică sub forma unui disc care reflectă radiația solară asupra unui receptor montat în punctul focal. Aceste concentratoare sunt montate pe o structură cu un sistem de urmărire pe două axe pentru a urmări soarele. Căldura colectată este, de obicei, utilizată direct de un motor termic montat pe receptorul care se deplasează odată cu structura antenei parabolice. Platina poate atinge temperaturi extrem de ridicate și este promițătoare pentru utilizarea în reactoarele solare pentru fabricarea combustibililor solari care necesită temperaturi foarte ridicate. Motoarele cu ciclu Stirling și Brayton sunt în prezent preferate pentru conversia energiei, deși antena a fost rareori utilizată în scopuri comerciale pentru producerea de energie. Baza de date privind desfășurarea dish-ului.
.